LTE承载烽火IP RAN带宽无忧

烽火通信 | 周泉

LTE技术的应用将给移动运营商带来前所未有的丰厚收益，从已部署4G网络的运营商财报中可以看到ARPU值同比增长明显。以全球最大的4G网络运营商美国Verizon 为例，部署LTE后，2012年三季度财报显示ARPU值从143.32美元上涨到145.42美元，明显高于前年同期的136.57美元。

在中国，随着3G无线数据流量增长和LTE牌照的即将发放，三大运营商已经提前发力LTE承载网建设。中国移动早在2010年就展开LTE承载技术研究，并已宣布在2013年将4G开支从去年的50亿元增长8倍至417亿元，并建成全球最大的LTE网络。中国联通已在浙江、广东等地开始建设FDD LTE 4G试验网络，并要求2013年的分组承载网为LTE引入做好传输储备，能够在获取LTE牌照后的三个月具备商用能力。中国电信的IP RAN是以满足3G与LTE承载的需求为目标的承载网络，2012年11月北方九省IP RAN集采招标实则以LTE承载为目标导向。

LTE承载给运营商网络带来的挑战

无论运营商在制式上选择FDD LTE还是TDLTE，基站的接入带宽相比3G技术初期都提高了10倍以上。以S111站型（每个基站上下行均采用20MHz无线带宽）为例，均值带宽在80M左右，峰值在240M左右。当移动用户将更畅快地享受空口技术革新带来的带宽大、应用丰富的服务体验的同时，承载网运营商不得不面对由此带来的传输设备容量、带宽能力和投资效益方面的挑战。

基于SDH技术、采用硬管道的MSTP现网，如若承载LTE业务要扩容几十倍以上。由于SDH不支持统计复用，导致承载大量IP业务时效率低、成本高，从技术上，MSTP设备的接口带宽和交叉容量也已经成为制约网络发展的瓶颈。这样的扩容几乎是不可能的。因此，对于移动回传网，必须跳出传统SDH的圈子，寻找新的解决方案。

由于IP RAN是以IP/MPLS技术为核心的设备，天然支持流量统计复用，对ETH/IP包承载效率较高，能满足大带宽业务的承载需求。从技术标准和产业链上，受应用的推动，接口速率正在从10GE向40GE、100GE发展。

此外，由于IP RAN能够支持路由的动态建立和自动收敛，能满足点到点、点到多点的灵活组网互访需求，通过VPN技术可给各类业务提供电信级的承载，又能保证在业务之间的隔离，并具备良好的可靠性、安全性和扩展性。

LTE既然是大势所趋，那么当加载LTE后，对于现网正承载2G、3G业务的IP RAN网络是否会对现网带宽造成冲击，是我们亟需关注和解决的问题。

大容量CITRANS设备满足LTE承载需求

根据某省省会城市和中型城市的的LTE基站（宏站和室分站）发展规模的数据，若按线性增长，预估典型省会城市2017年可发展到约5600个基站。

在移动宽带时代，数据业务将占用大量的带宽，占总流量的70%以上，将来所占比例会越来越大。基于IP的承载技术可对这些数据业务（如3GPS、LTE和集客等）进行统计复用，因此可以按照一定的原则对带宽进行收敛。

以省会城市的分组网架构为例，接入层采用环形拓扑，建议汇聚层以上采用口字型拓扑。口字型架构具有带宽利用率高，跳数短，易于部署保护策略和拓展性强的特点。汇聚分两层架构，即带接入环的汇聚节点和区域汇聚节点。一般情况下，一对汇聚节点带10个左右的接入环，一对区域汇聚节点带10对左右的汇聚节点，一对核心节点带5对左右的区域汇聚节点。不同的接入环、不同的汇聚环之间，基站并不一定同时在线或达到均值速率，因此可在汇聚节点和区域汇聚节点、核心节点对下行流量进行收敛，即在汇聚节点按3/4收敛一次，在区域汇聚节点按照9/16收敛一次，在核心节点按照2/4收敛一次。

在此架构上，预计到2016～2017年，当一对核心节点带5000个LTE基站时，核心层下行需35个10GE接口或10个40GE接口，上行需要28个10GE接口或7个40GE接口，汇聚互联按上行带宽的50%预留，采用14个10GE接口或4个40GE接口。预计总接入容量需求为770G～840G，因此给核心层带来了T级别的容量和40GE网络侧接口的新需求。

在3～4年内，在2G/3G/LTE共站的情况下，1T级别的系统能够支撑典型省会城市的5000～8000个接入节点的应用，而640G的系统可满足中型城市的应用。

烽火通信面向核心层IP RAN的CiTRAN R865设备支持640G/1.44T的接入容量。当前，640G的CiTRAN R865已在中国联通和海外运营商得到了大规模部署。由于采用业界领先的业务处理和交换架构，通过平滑升级即可获得1.44T的接入容量，未来还可支持将接入容量升级到2T以上。

因此，CiTRAN R865能充分保护运营商的设备投资，随着LTE发展到中后期，通过简单升级即可支持大带宽从而满足包括LTE基站在内的综合业务承载需求，从而避免了整机替换带来的设备购买、施工开通方面的投资浪费。

面向LTE承载，IP RAN网络核心层可采用的带宽提升方案有：N*10GE IP RAN Over OTN或40GE IP RAN。前者节省了光纤资源但会增加OTN投资；后者引入更高的40GE线路速率，可减缓在汇聚层OTN的投资压力。

此外，40GE的应用需充分考虑技术成熟度、成本、运维等多方面的综合因素。40km的距离是城域网应用主流的ETH光模块接口要求，然而40km的40GE光模块正在IEEE 802.3ba的研究中，成为正式标准尚有一段时间。从成本上综合考虑IP RAN、OTN等投资可知，当IP RAN的10GE环较少时，采用N*10GE IP RAN over OTN方案的效益更明显；当IP RAN的10GE环较多时，采用40GE方案的效益会明显。

烽火通信CiTRAN R865设备具备丰富的10GE端口和40GE端口，组网能力强，可支撑上述任意一种带宽提升方案。当前在网大量应用的10GE系统的CiTRAN R865设备，今后通过可容量的平滑升级和新配40GE/100GE板卡即可解决大规模LTE基站部署带来的大带宽、高容量的挑战。